[发明专利]一种定量血管内光学相干层析成像方法及系统

说明书

本发明涉及了一种定量血管内光学相干层析成像方法，包括如下步骤：基于IVOCT前向成像模型进行光学模拟，获得不同光衰减系数对应的血管横截面上背向散射信号的理论值；将血管横截面上背向散射信号理论值分布图作为样本的输入，将对应的光衰减系数分布图作为样本的期望输出，构造用于IVOCT定量分析的数据集；搭建RIM网络模型；利用数据集对RIM网络模型进行训练，获得训练后的RIM网络模型；利用训练后的RIM网络模型进行定量分析。本发明首先基于IVOCT前向成像模型构建数据集，然后基于数据集训练RIM网络模型，基于训练后的RIM网络模型进行定量分析，本发明基于IVOCT前向成像模型和RIM网络模型实现了定量血管内光学相干层析成像。

技术领域

本发明涉及医学成像技术领域，特别是涉及一种定量血管内光学相干层析成像方法及系统。

背景技术

血管内光学相干层析成像(Intravascular Optical Coherence Tomography,IVOCT)是目前分辨率最高的介入血管成像技术，可清晰显示血管内壁，在评估冠状动脉血管病变程度、粥样硬化斑块的准确分型、识别易损斑块、指导支架置入和评价介入治疗效果等方面发挥着重要作用。

IVOCT是一种纯光学成像方法，而光在高散射组织中的成像深度通常只能达到1mm，因此其组织穿透力较弱，成像深度浅。此外在病变出现的早期，正常与病变组织对光的散射特性差别不大，仅根据组织结构的层析图像无法精确分辨纤维帽下的脂质、钙化斑块、巨噬细胞和坏死核等较深层组织，需要形态结构之外的生理信息的对比机制，以获得具有临床诊断价值的组织光学特征参数-光衰减系数，即定量IVOCT(定量血管内光学相干层析成像)。

发明内容

本发明的目的是提供一种定量血管内光学相干层析成像方法及系统，以实现定量血管内光学相干层析成像。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种定量血管内光学相干层析成像方法，包括如下步骤：

基于IVOCT前向成像模型进行光学模拟，获得不同光衰减系数对应的血管横截面上背向散射信号的理论值，构建光衰减系数分布图和光衰减系数分布图对应的血管横截面上背向散射信号理论值分布图；

将血管横截面上背向散射信号理论值分布图作为样本的输入，将对应的光衰减系数分布图作为样本的期望输出，构造用于IVOCT定量分析的数据集；

搭建RIM网络模型；

利用所述数据集对所述RIM网络模型进行训练，获得训练后的RIM网络模型；

将待分析的血管横截面上背向散射信号的测量值分布图输入训练后的RIM网络模型进行定量分析，获得待分析的血管横截面上背向散射信号的测量值分布图对应的光衰减系数分布图。

可选的，所述基于IVOCT前向成像模型进行光学模拟，获得不同光衰减系数对应的血管横截面上背向散射信号的理论值，具体包括：

采用蒙特卡洛方法模拟入射光在不同光衰减系数的组织中的传输，得到入射光在不同光衰减系数的组织中的光子权重和径向深度；所述光子权重为从组织的表面收集的光子权重，所述径向深度为光子在组织中的传输深度；

根据入射光在不同光衰减系数的组织中的光子权重和传输深度，计算不同光衰减系数对应的血管横截面上背向散射信号的理论值。

可选的，根据入射光在不同光衰减系数的组织中的光子权重和传输深度，计算不同光衰减系数对应的血管横截面上背向散射信号的理论值为：